MR解析 ：真の動脈硬化・心血管疾患リスクはapoliproteinBのみである

多変量メンデル無作為化（MR）を用いて実施されたリポ蛋白質脂質形質の遺伝的手法を用いて、CHDの病因におけるそれらの役割を比較

なぜこの研究が行われたのか？

• 脂質またはアポリポ蛋白質形質のどちらの形質が優勢であるかについては不確実性があります。
• 脂質や冠動脈性心疾患（CHD）の病因に関与する動脈硬化原性物質を明らかにするだけでなく、その解明が重要で、脂質修正介入の開発時に、脂質あるいはアポリポ蛋白関連特性にさらに焦点を当てる必要がある

 研究者は何をして何を発見したのか？

• 我々は、英国バイオバンクからの最大441,016人の参加者のデータを使用して、リポ蛋白質脂質およびアポリポ蛋白質濃度と確実に関連する遺伝的バリアントを見つけるために、ゲノムワイドな関連解析を行った。これにより、複数の独立した遺伝的変異が同定され、それぞれがLDLコレステロール（220の遺伝的変異）、アポリポ蛋白B（255の遺伝的変異）、トリグリセリド（440の遺伝的変異）、HDLコレステロール（534の遺伝的変異）、アポリポ蛋白A-I（440の遺伝的変異）と非常に強固に関連していた（P ＜ 5 × 10^-8 ）。識別されたこれらの亜種の数百は、我々の知る限りでは新規のものであった。
• メンデル無作為化を用いてこれらの脂質とアポリポ蛋白質の潜在的な因果関係を探索したところ、LDLコレステロール、トリグリセリド、アポリポ蛋白質BがCHDのリスクを増加させ、HDL コレステロールとアポリポ蛋白A-IはCHDリスクを低下させる。
• - これらの脂質とアポリポ蛋白質を一緒に多変量メンデル無作為化で検討したところ、アポリポ蛋白質BのみがCHDのリスクとの間にrobustな関係を保持していることがわかった（他のすべての因子の効果推定値は、null値に対して実質的に減衰するか、方向性が逆転している）。 

これらの知見は何を意味しているのでしょうか？

• 多変量メンデル無作為化を用いた本研究の解析アプローチは、脂質とアポリポ蛋白質との遺伝的関連性を同時に考慮しており、CHDの根本的な要因が何であるかについて、より信頼性の高い洞察を提供してくれるはずである。  
• これらの知見は、我々が調査したリポタンパク質脂質およびアポリポタンパク質のレパートリーの中で、アポリポタンパク質BがCHDの病因に根本的な役割を果たしていることを支持するものである。 

Evaluating the relationship between circulating lipoprotein lipids and apolipoproteins with risk of coronary heart disease: A multivariable Mendelian randomisation analysis
Tom G. Richardson, et al.
PLOS Medicine | https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1003062 March 23, 2020

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考察から

これらの知見は、脂質形質と血管疾患に関連するエビデンスベースをどのように強化するのだろうか？
大規模な観察研究、介入研究、および遺伝学的研究は、CHDの病因となるLDLコレステロールを支持している。 近年では、遺伝学的研究により、トリグリセリドも因果関係のある役割を果たしていることを支持する証拠が得られています。LDLコレステロールとトリグリセリドの両方が、それぞれアポリポタンパクB分子を含むアテローム性リポタンパクに担持されている。
最近の研究では、アポリポ蛋白質Bが動脈壁の中膜内膜に捕捉されたアポリポ蛋白質B含有粒子になる ‘response to retention’仮説など、アテローム性リポ蛋白質Bが起こるために必要な存在であることを潜在的に指摘しています。

Schematic of the response-to-retention model of early atherogenesis.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2924812/

 軽度から中等度の高脂血症では、動脈樹の特定の部位にのみ病変が発生することから、ストレスなどの素因刺激が存在することが示唆され、その刺激がアポB保持分子の局所合成を刺激して、これらの部位を特に病変しやすくすることが示唆される（B）。豊富なアテローム性リポタンパク質（すなわち、2 mmol LDLコレステロール/L未満）が存在しない場合の素因刺激は、アテローム形成を引き起こすには不十分である。豊富なアテローム性リポタンパク質の存在下での素因刺激はリポタンパク質の保持(retention)をもたらす(C)。証拠は、凝集が速やかにその後に続くか、または保持プロセスの一部である可能性を示唆している。重要な滞留が起こると、リポ蛋白質の酸化や細胞の走化性などの初期反応のカスケードが起こり、病変の発生につながる（D）。ECは内皮細胞、PGはプロテオグリカン、IELは内部弾性ラミナ、SMCは平滑筋細胞、LpLはリポ蛋白質リパーゼ、SMaseはスフィンゴミエリン酵素、LPはリポ蛋白質を示す。

 我々の研究は、この仮説をサポートするさらなる経験的証拠を提供するために、最近の知見に基づいて構築されていますが、我々の知見は、LDLコレステロールやトリグリセリドが血管疾患で果たす因果関係の役割を否定するものではない。 なぜなら、アポリポ蛋白Bは生理的に孤立して発生するのではなく、常にコレステロールや中性脂肪を伴っているからである。このことから、我々の知見は、脂質を媒介とするアテローム形成に必要なのはアポリポ蛋白質Bであることをピンポイントで示している。
 実際、多変量MRによる我々の知見は、アポリポタンパクBがLDLコレステロールとトリグリセリドのアテローム性効果を発現させるために必要不可欠な要素であることと一致している。

mendelian randomization 研究：LDLコレステロールと収縮期血圧の心血管生涯リスク

天が与えたランダム化研究とも考えられる、遺伝子リスクスコアと心血管疾患リスクの関連性、それはまるでタバコのリスクのPack-Yearsのよう・・・


1)　LDL-C値とSBP(収縮期血圧)の心血管リスクへの独立関連要素であるという証拠を示した
2）対数線形的用量依存関連性が感S夏去れ、LDL-CとSBPの組み合わせによる、心血管疾患リスクへの関連性が明確化された
3）研究結果によりLDL-CとSBPの組み合わせと心血管疾患の関連性の強度は主にLDL-C、SBP暴露の強度と期間に依存する
4）LDL低下とSBP低下の組み合わせ長期暴露と心血管イベントリスクの関連性のその強度を定量化、形状を明らかにすることにより、この研究結果を利用し新しいアルゴリズム設計により、ヒトへのLDL-C、SBP暴露による心血管疾患生涯リスク推定可能となる

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最初にダメ押し

LDL低値および収縮期血圧低下の生涯遺伝的曝露は、心血管リスクの低下と関連。 ただ、これらの所見は、これらの危険因子の治療から得られる利益の大きさを表すわけではない。

多くのランダム化トライアルによりLDL-C、SBP（収縮期血圧)低下5年間治療が心血管イベント低下をもたらすことは示されている。

Baigent  C, Blackwell  L, Emberson  J,  et al; Cholesterol Treatment Trialists’ (CTT) Collaboration.  Efficacy and safety of more intensive lowering of LDL cholesterol: a meta-analysis of data from 170,000 participants in 26 randomised trials.  Lancet. 2010;376(9753):1670-1681. doi:10.1016/S0140-6736(10)61350-5PubMedGoogle ScholarCrossref

Silverman  MG, Ference  BA, Im  K,  et al.  Association between lowering LDL-C and cardiovascular risk reduction among different therapeutic interventions: a systematic review and meta-analysis.  JAMA. 2016;316(12):1289-1297. doi:10.1001/jama.2016.13985
ArticlePubMedGoogle ScholarCrossref

Ettehad  D, Emdin  CA, Kiran  A,  et al.  Blood pressure lowering for prevention of cardiovascular disease and death: a systematic review and meta-analysis.  Lancet. 2016;387(10022):957-967. doi:10.1016/S0140-6736(15)01225-8PubMedGoogle ScholarCrossref

加え、　mendelian randomization研究でも経時累積的にベネフィットが示されている。

Cohen  JC, Boerwinkle  E, Mosley  TH  Jr, Hobbs  HH.  Sequence variations in PCSK9, low LDL, and protection against coronary heart disease.  N Engl J Med. 2006;354(12):1264-1272. doi:10.1056/NEJMoa054013PubMedGoogle ScholarCrossref

しかし、LDL-C低値、SBP低値の生涯リスクへの影響は不明。そこで、randomizationをinstrumentとして生涯リスクへの影響を検討

目的  LDL-C低下と、SBP低下組み合わせ生涯暴露と心血管疾患生涯リスクへの影響検討

デザイン・セッティング・被験者  438 952 名、UK Biobank（2006 〜 2010）　2018年までフォローアップ 遺伝的LDL-C、SBPスコアをinstrumentsとして用い、LDL-C低下、SBP低下、その両者の生涯リスクへグループ分け
血中LDL-C、SBP、心血管イベント発生率の差を群間で比較し、生涯リスクとの関連性を推定。

暴露：血中LDL-C、SBPの差を中央値未満遺伝子スコアと比較
中央値より高値の遺伝リスクスコアはLDL-C低値、SBP低値と相関

主要アウトカムと測定項目：重大冠動脈イベント（定義：冠動脈死、非致死性心筋梗塞、冠動脈血管再建）のオッズ比

結果　被験者 438,952名、平均年齢 65.2歳(range 40.4-80.0歳)、女性 54.1%、初回重大冠動脈 24,980

参照群と比較し、中央値超のLDL-C遺伝子スコア被験者は　LDL-C値 14.7-mg/dL低値、重大冠動脈インベントリスクオッズ比 0.73 (95% CI, 0.70-0.75; p＜ 0.001)


中央値超のSBP遺伝子スコア 被験者は、SBP 2.9-mm HG低値で、重大冠動脈イベント　OR 0.82 (95% CI, 0.79-0.85, P＜0.001)

中央値超の両者遺伝子スコア群被験者では、LDL-C 13.9-mg/dL低値、　　SBP 3.1- mmHg低値で、重大冠動脈イベント OR 0.61 (95% CI, 0.59-0.64; P＜ 0.001)

 4 × 4 factorial analysisでは、遺伝子リスクスコア増加ほど、LDL-C、SBP低値で、量依存的に重大冠動脈イベントリスク低下

メタ回帰分析では、 LDL-C 38.670mg/dL低値 SBP 10-mm Hg低値組み合わせで　重大冠動脈　OR 0.22 (95% CI, 0.17-0.25; P＜ 0.001)で、心血管死　OR 0.32  (95% CI, 0.25-0.40; P ＜ 0.001)




Association of Genetic Variants Related to Combined Exposure to Lower Low-Density Lipoproteins and Lower Systolic Blood Pressure With Lifetime Risk of Cardiovascular Disease
Brian A. Ference, et al.
JAMA. Published online September 2, 2019. doi:10.1001/jama.2019.14120
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2749533

メンデル・ランダム化研究：教育期間長いほど近視になる

当たり前なのだろうが、こういうことをリアルに実証する必要がある。

メンデル・ランダム化トライアルは種々問題あるが、操作変数としての遺伝変異を選べば、コストのかからない科学的証明として有用



Bidirectional, two sample mendelian randomisation study
2方向、2サンプル、メンデル・ランダム化(MR)研究
近視と教育年数をproxyとして、近視関連遺伝子変異を操作変数として検討


Education and myopia: assessing the direction of causality by mendelian randomisation
BMJ 2018; 361 doi: https://doi.org/10.1136/bmj.k2022 (Published 06 June 2018)

観察研究データの従来法回帰分析で教育機関長いほど近視屈折誤差と相関　；−0.18 dioptres/y (95% 信頼区間 −0.19 to −0.17; P<2e sup="">-16
)MR解析で真のcausal-effectはさらに強化された r: −0.27 dioptres/y (−0.37 to −0.17; P=4e^-8)

一方、近視が教育へ影響を与えることを示唆するエビデンスはほぼない;  −0.008 y/dioptre, 95% 信頼区間 −0.041 to 0.025, P=0.6)


英国では、16歳まで教育義務がある（キーステージは3歳から始まり 0)

"the cumulative effect of more years in education on refractive error means that a university graduate from the United Kingdom with 17 years of education would, on average, be at least −1 dioptre more myopic than someone who left school at age 16 (with 12 years of education)"

12年間の教育期間≒16歳で卒業に比べ、17歳時点の教育段階では、屈折異常の累積的悪影響としては、最低 -1 kioptre以上（・・という意味か？）

故に運転上メガネが必要なレベル

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両眼近視でない私などは・・・勉強不足の証拠なのだろう

アルツハイマー病と修正可能リスク要素：メンデル・ランダム化トライアル コーヒーは悪か？

Mendelian randomisation analysis
http://kaigyoi.blogspot.jp/2015/06/mendelian-randomization-mr.html

この解析、理論的には信頼できるのだろうがいつも議論を呼び起こす


コーヒーとアルツハイマー病の関連性はむしろ発症オッズ低下が取り沙汰されていたが、いままでの観察研究と逆？


Modifiable pathways in Alzheimer’s disease: Mendelian randomisation analysis
Susanna C Larsson, et al.
BMJ 2017; 359 doi: https://doi.org/10.1136/bmj.j5375 (Published 07 December 2017)
Cite this as: BMJ 2017;359:j5375

 アルツハイマー病は認知症の主たる原因で、アミロイドプラークと神経原線維タングルが主なhallmarkであり、仮説としてアミロイドβの蓄積が神経機能障害・脳の細胞死のトリガーというもの。血管原因仮説ももう一つの仮説で脳内低還流が酸化ストレス、アミロイドβの蓄積、神経炎症、血液脳関門のbreakdown、認知機能低下、神経変性をもたらすというもの
年齢と Apoε4 alle増加あるもその意義不明で治療トライアルの結果は悲観的なものであった
決定的でないエビデンスだが観察研究からは、中年期の肥満、高血圧高コレステロール血症、喫煙、低ビタミンD血症、低葉酸血症、高ホモシステイン血症、CRP高値がリスクと相関し、身体活動性、健康的食事、適正なアルコール摂取、コーヒーが陸減少と関連とされている。
 2010 State of the Science reportでも修正可能な要素としては検証不十分であるとされている。
これは観察研究でも不適切であったり、寄与要素や、reverse causation biasの影響もあり、ランダム化トライアルのデータが不足していることが関係。
Mendelian randomisationは遺伝的疫学的手法で、リスク要素と疾患リスクに関する関連をバイアス関与せず推定しうる方法で、修正可能リスク要素の影響する遺伝的変数を示し、causal inferenceを評価するメソッド
解析では、修正可能リスク要素24候補

Bonferroniの調整（多重比較法）閾値をp = 0.001として有意とし、 P＜ 0.05を候補的関連性エビデンス示唆とした<0 .05="" p="">
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<0 .05="" p="">遺伝的予測教育歴到達（教育卒業期間とカレッジ／大学卒業）はアルツハイマー病と有意相関<0 .05="" p="">教育卒業年数あたりのオッズ比は 0.89 (95% 信頼関係 0.84 to 0.93; P=2.4×10−6)<0 .05="" p="">カレッジ／大学卒業log oddsあたりで 0.74 (0.63 to 0.86; P=8.0×10−5)<0 .05="" p="">；留年卒業ってどうなるんだ？<0 .05="" p="">補正trail intelligenceは、アルツハイマー病と相関性示唆  (inttelligene 1SD増加毎 : 0.73, 0.57 to 0.93; P=0.01)<0 .05="" p="">；SDだから相当インテリジェンスが良くないとダメ<0 .05="" p="">示唆エビデンスとしては、遺伝的予測喫煙量 (per 10 本/日 0.69, 0.49 to 0.99; P=0.04)と25-OHビタミンD濃度  (per 20% 増加毎: 0.92, 0.85 to 0.98; P=0.01) とアルツハイマー病オッズ低下<0 .05="" p="">コーヒー摂取量増加とアルツハイマー病(1日1カップあたり : 1.26, 1.05 to 1.51; P=0.01)<0 .05="" p="">遺伝的予測アルコール摂取、葉酸濃度、血中ビタミンB12濃度、ホモシステイン、心代謝要素、CRPはアルツハイマー病と関連せず

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メンデルランダム化解析：血中尿酸値・高尿酸血症は、虚血性心疾患・高血圧と原因的関連性認めず、BMIが共役的役割を果たし観察研究結果に影響

高尿酸血症や尿酸値高値 が、心血管疾患の独立した寄与因子という表現をみるたび、なんだかなぁ・・・と思っている。単純に物事を断言する馬鹿の多いこと・・・


メンデルランダム化解析 mendelian randomisation analysisとは、対立形質が無作為に遺伝する仮定に基づく分子疫学的解析法で、当ブログでも何度も出現
この分析がありがたいのは、原因相関が明らかになることである。

解説

‘Mendelian randomization’: can genetic epidemiology contribute to understanding environmental determinants of disease
International Journal of Epidemiology 2003;32:1-22

特異的な遺伝子である、SLC2A9 (rs7442295)を尿酸評価インスツルメントとして、FTO (rs9939609), MC4R (rs17782313)、 TMEM18 (rs6548238)をBMIのインストルメントとして施行。

血中尿酸値と高尿酸血症ともに、虚血性心疾患、血圧との関連、BMIの内在的寄与関与検討。

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Association of plasma uric acid with ischaemic heart disease and blood pressure: mendelian randomisation analysis of two large cohorts
BMJ 2013; 347 doi: http://dx.doi.org/10.1136/bmj.f4262 (Published 18 July 2013)


【セッティング】 デンマークの２つの大規模前向きコホート

【被験者】尿酸値と、関連する共役変数を、58 072 名（Copenhagen General Population Study）と 10 602名（Copenhagen City Heart Study）
それぞれ、虚血性心疾患の4890、2282例含む

【主要アウトカム】血圧と虚血性心疾患評価

【結果】推計にて、既知事項である、血中尿酸値、高尿酸血症と、虚血性心疾患・拡張期血圧及び収縮期高血圧のリスクとの相関を確認。
しかし、尿酸・高尿酸血症genotype instrument使用時、尿酸と、虚血性心疾患、高血圧とのcausal associationを認めなかった。
BMIを観察的関連性内在寄与要素としての検討を遺伝的インスツルメンツ使用したところ、尿酸値とのcausal effect観察された。
BMI4単位増加毎、尿酸値 0.03 mmol/L(95% 信頼区間 0.02-0.04)増加し、高尿酸血症リスク7.5％(3.9％-11.1％)増加する

【結論】観察研究知見と反して、尿酸と虚血性心疾患あるいは高血圧との関連性に原因的関連性認めず。しかし、BMIと尿酸値、高尿酸血症リスクに関して原因相関性を認める。
この知見により、BMIと高尿酸血症が観察的相関において共役要素として働いていたことが強く示唆される。BMI増加・肥満が尿酸関連状態発症において役割を果たすことが示された。